(x+2)^5=32 la ecuación
El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉
Solución
Solución detallada
Tenemos la ecuación
$$\left(x + 2\right)^{5} = 32$$
Ya que la potencia en la ecuación es igual a = 5 - no contiene número par en el numerador, entonces
la ecuación tendrá una raíz real.
Extraigamos la raíz de potencia 5 de las dos partes de la ecuación:
Obtenemos:
$$\sqrt[5]{\left(x + 2\right)^{5}} = \sqrt[5]{32}$$
o
$$x + 2 = 2$$
Transportamos los términos libres (sin x)
del miembro izquierdo al derecho, obtenemos:
$$x = 0$$
Obtenemos la respuesta: x = 0
Las demás 4 raíces son complejas.
hacemos el cambio:
$$z = x + 2$$
entonces la ecuación será así:
$$z^{5} = 32$$
Cualquier número complejo se puede presentar que:
$$z = r e^{i p}$$
sustituimos en la ecuación
$$r^{5} e^{5 i p} = 32$$
donde
$$r = 2$$
- módulo del número complejo
Sustituyamos r:
$$e^{5 i p} = 1$$
Usando la fórmula de Euler hallemos las raíces para p
$$i \sin{\left(5 p \right)} + \cos{\left(5 p \right)} = 1$$
es decir
$$\cos{\left(5 p \right)} = 1$$
y
$$\sin{\left(5 p \right)} = 0$$
entonces
$$p = \frac{2 \pi N}{5}$$
donde N=0,1,2,3,...
Seleccionando los valores de N y sustituyendo p en la fórmula para z
Es decir, la solución será para z:
$$z_{1} = 2$$
$$z_{2} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$z_{3} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$z_{4} = - \frac{\sqrt{5}}{2} - \frac{1}{2} - 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
$$z_{5} = - \frac{\sqrt{5}}{2} - \frac{1}{2} + 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
hacemos cambio inverso
$$z = x + 2$$
$$x = z - 2$$
Entonces la respuesta definitiva es:
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$x_{3} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
$$x_{4} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
$$x_{5} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
Suma y producto de raíces
[src]
___________ ___________ ___________ ___________
___ / ___ ___ / ___ ___ / ___ ___ / ___
5 \/ 5 / 5 \/ 5 5 \/ 5 / 5 \/ 5 5 \/ 5 / 5 \/ 5 5 \/ 5 / 5 \/ 5
- - - ----- - 2*I* / - - ----- + - - - ----- + 2*I* / - - ----- + - - + ----- - 2*I* / - + ----- + - - + ----- + 2*I* / - + -----
2 2 \/ 8 8 2 2 \/ 8 8 2 2 \/ 8 8 2 2 \/ 8 8
$$\left(\left(- \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}\right) + \left(\left(- \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}\right) + \left(- \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}\right)\right)\right) + \left(- \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}\right)$$
$$-10$$
/ ___________\ / ___________\ / ___________\ / ___________\
| ___ / ___ | | ___ / ___ | | ___ / ___ | | ___ / ___ |
| 5 \/ 5 / 5 \/ 5 | | 5 \/ 5 / 5 \/ 5 | | 5 \/ 5 / 5 \/ 5 | | 5 \/ 5 / 5 \/ 5 |
0*|- - - ----- - 2*I* / - - ----- |*|- - - ----- + 2*I* / - - ----- |*|- - + ----- - 2*I* / - + ----- |*|- - + ----- + 2*I* / - + ----- |
\ 2 2 \/ 8 8 / \ 2 2 \/ 8 8 / \ 2 2 \/ 8 8 / \ 2 2 \/ 8 8 /
$$0 \left(- \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}\right) \left(- \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}\right) \left(- \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}\right) \left(- \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}\right)$$
$$0$$
$$x_{1} = 0$$
___________
___ / ___
5 \/ 5 / 5 \/ 5
x2 = - - - ----- - 2*I* / - - -----
2 2 \/ 8 8
$$x_{2} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
___________
___ / ___
5 \/ 5 / 5 \/ 5
x3 = - - - ----- + 2*I* / - - -----
2 2 \/ 8 8
$$x_{3} = - \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{5}{8} - \frac{\sqrt{5}}{8}}$$
___________
___ / ___
5 \/ 5 / 5 \/ 5
x4 = - - + ----- - 2*I* / - + -----
2 2 \/ 8 8
$$x_{4} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} - 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
___________
___ / ___
5 \/ 5 / 5 \/ 5
x5 = - - + ----- + 2*I* / - + -----
2 2 \/ 8 8
$$x_{5} = - \frac{5}{2} + \frac{\sqrt{5}}{2} + 2 i \sqrt{\frac{\sqrt{5}}{8} + \frac{5}{8}}$$
x5 = -5/2 + sqrt(5)/2 + 2*i*sqrt(sqrt(5)/8 + 5/8)
x1 = -3.61803398874989 - 1.17557050458495*i
x2 = -3.61803398874989 + 1.17557050458495*i
x3 = -1.38196601125011 - 1.90211303259031*i
x4 = -1.38196601125011 + 1.90211303259031*i